1. Odolnost titanu proti korozi v chemických médiích
1. Kyselina dusičná
Kyselina dusičná je oxidační kyselina. Titan udržuje na svém povrchu hustý oxidový film v kyselině dusičné. Proto má titan vynikající odolnost proti korozi v kyselině dusičné. Rychlost koroze titanu se zvyšuje se zvyšováním teploty roztoku kyseliny dusičné. Když je teplota mezi 190 a 240 stupni a koncentrace je mezi 20 % a 70 %, jeho rychlost koroze může dosáhnout až 10 mm/rok. Nicméně přidání malého množství sloučenin obsahujících křemík do roztoku kyseliny dusičné může inhibovat korozi vysokoteplotní kyseliny dusičné na titanu; například po přidání silikonového oleje do 40% vysokoteplotního roztoku kyseliny dusičné lze rychlost koroze snížit téměř na nulu. Existují také údaje, že pod 500 stupňů má titan vysoký stupeň odolnosti proti korozi ve 40% až 80% roztoku kyseliny dusičné a páře. V dýmavé kyselině dusičné, kdy je obsah oxidu dusičitého vyšší než 2 %, způsobí nedostatečný obsah vody silnou exotermickou reakci vedoucí k explozi.
2. Kyselina sírová
Kyselina sírová je silně redukční kyselina. Titan má určitou odolnost proti korozi vůči roztokům kyseliny sírové s nízkou teplotou a nízkou koncentrací. Při 0 stupni může odolat korozi kyseliny sírové s koncentrací až 20 %. S rostoucí koncentrací kyseliny a teplotou se zvyšuje rychlost koroze. Proto má titan špatnou stabilitu v kyselině sírové. I při pokojové teplotě s rozpuštěným kyslíkem může titan odolávat korozi pouze 5% kyselinou sírovou. Při 100 stupních může titan odolat pouze korozi 0,2% kyseliny sírové. Chlor má inhibiční účinek na korozi titanu v kyselině sírové, ale při 90 stupních a koncentraci kyseliny sírové 50% chlor urychluje korozi titanu a dokonce způsobuje požár. Odolnost titanu v kyselině sírové proti korozi lze zlepšit zavedením vzduchu, dusíku nebo přidáním oxidantů a vysokomocných iontů těžkých kovů do roztoku. Proto má titan v kyselině sírové malou praktickou hodnotu.
3. Alkalický roztok
Titan má dobrou odolnost proti korozi ve většině alkalických roztoků. Rychlost koroze se zvyšuje s koncentrací a teplotou roztoku. Pokud je v alkalickém roztoku přítomen kyslík, čpavek nebo oxid uhličitý, koroze titanu se urychlí. V alkalickém roztoku obsahujícím oxid vodíku je odolnost titanu vůči korozi velmi špatná. Odolnost proti korozi v roztoku hydroxidu sodného je však lepší než u hydroxidu draselného a má silnou odolnost proti korozi i ve vysokoteplotním a vysoce koncentrovaném roztoku hydroxidu sodného. Například rychlost koroze titanu v 73% roztoku hydroxidu sodného při 130 stupních je pouze 0,18 mm/rok. Titan se liší od ostatních kovů v tom, že nevyvolává korozní praskání v roztoku hydroxidu sodného, ale dlouhodobé působení může způsobit vodíkové křehnutí. Proto by teplota použití titanu v louhu a jiných alkalických roztocích měla být menší nebo rovna 93,33 stupňům.
4. Chlor
Stabilita titanu v chloru závisí na obsahu vody v chloru. V suchém chlóru však není odolný proti korozi a hrozí nebezpečí hoření. Titanové materiály si proto musí při použití v chlóru zachovat určitý obsah vody. Obsah vody potřebný k udržení pasivace titanu v chlóru souvisí s faktory, jako je tlak, průtok a teplota chlóru.
5. Organická média
Titan má vysokou odolnost proti korozi v benzínu, toluenu, fenolu, formaldehydu, trichlorethanu, kyselině octové, citrónové, monochloroctové atd. Při bodu varu a bez nafouknutí bude titan silně zkorodován v kyselině mravenčí pod 25 %. V roztocích obsahujících anhydrid kyseliny octové bude titan nejen celkově silně korodován, ale také způsobí důlkovou korozi. U mnoha složitých organických médií, se kterými se setkáváme v procesech organické syntézy, jako je výroba propylenoxidu, fenolu, acetonu, kyseliny chloroctové a dalších chemických médií, má titan lepší odolnost proti korozi než nerezová ocel a jiné konstrukční materiály.
2. Několik lokálních korozních charakteristik titanu
6. Štěrbinová koroze Titan má obzvláště silnou odolnost vůči štěrbinové korozi a štěrbinová koroze se vyskytuje pouze v několika chemických médiích. Štěrbinová koroze titanu úzce souvisí s teplotou, koncentrací chloridů, hodnotou pH a velikostí štěrbiny. Podle relevantních informací je štěrbinová koroze náchylná k výskytu, když je teplota vlhkého chlóru vyšší než 85 stupňů. Některé továrny například používají náplně k přímému chlazení mokrého plynného chlóru na 65-70 stupně před vstupem do titanového chladiče, aby se zlepšila odolnost vůči štěrbinové korozi, a tento účinek je také významný. Praxe ukázala, že snížení teploty je jedním z účinných způsobů prevence štěrbinové koroze. Titanová štěrbinová koroze se také objevila ve vysokoteplotním roztoku chloridu sodného. Stručně řečeno, pro díly a součásti náchylné ke štěrbinové korozi, jako jsou těsnicí plochy, dilatační spoje mezi trubkovnicemi a trubkami, deskové výměníky tepla, kontaktní části mezi deskami věže a tělesy věže a spojovací prvky ve věžích, slitiny titanu, jako je Ti{{ 4}}.2Pd by měl být použit. Během návrhu je třeba se vyhnout mezerám a stagnujícím oblastem. Například spojovací prvky ve věžích by měly být co nejméně spojeny šrouby. Struktura dilatačního spoje a těsnícího svařování trubkovnic a trubek je lepší než jednoduché dilatační spoje. Pro těsnicí povrchy přírub by se neměly používat azbestové podložky a měly by být použity azbestové podložky obalené polytetrafluoretylenovou fólií.
7. Vysokoteplotní koroze
Odolnost titanu proti korozi při vysokých teplotách závisí na vlastnostech média a výkonu jeho vlastního povrchového oxidového filmu. Titan lze použít jako konstrukční materiál až do 426 stupňů ve vzduchu nebo oxidační atmosféře, ale při teplotě kolem 250 stupňů začíná titan výrazně absorbovat vodík. Ve zcela vodíkové atmosféře, když teplota stoupne nad 316 stupňů, titan absorbuje vodík a stane se křehkým. Bez rozsáhlého testování by proto titan neměl být používán v chemických zařízeních s teplotou vyšší než 330 stupňů. S ohledem na absorpci vodíku a mechanické vlastnosti nesmí provozní teplota celotitanových tlakových nádob překročit 250 stupňů a horní mez provozní teploty titanových trubek pro tepelné výměníky je asi 316 stupňů.
8. Napěťová koroze
S výjimkou několika jednotlivých médií má průmyslově čistý titan vynikající odolnost vůči korozi pod napětím a jev poškození titanového zařízení v důsledku koroze pod napětím je stále vzácný. Průmyslový pasivní titan způsobuje korozi pod napětím pouze v médiích, jako je dýmavá kyselina dusičná, určité roztoky methanolu nebo určité roztoky kyseliny chlorovodíkové, vysokoteplotní chlornany, roztavené soli při teplotě 300-450 stupňů nebo atmosféry obsahující NaCl, sirouhlík, n-hexan a suchý chlor. Tendence titanu k napěťovému koroznímu praskání v kyselině dusičné se postupně zvyšuje se zvyšováním obsahu NO2 a snižováním obsahu vody. Tendence titanu ke korozi pod napětím dosahuje maxima v bezvodé kyselině dusičné obsahující 20% volného NO2. Pokud koncentrovaná kyselina dusičná obsahuje více než 6 {{1{15}}}} % NO2 a méně než 0,7 % H2O, průmyslově čistý titan bude také trpět korozním praskáním i při pokojové teplotě. Když bylo titanové zařízení použito v 98% koncentrované kyselině dusičné, došlo v mé zemi k vážné korozi pod napětím a explozím. Průmyslově čistý titan je citlivý na korozní praskání v 10% roztoku kyseliny chlorovodíkové a titan způsobuje korozi pod napětím v 0,4% roztoku kyseliny chlorovodíkové a methanolu. Stručně řečeno, ačkoli titan má v některých speciálních médiích poškození korozí pod napětím, ve srovnání s jinými kovy má titan dobrou odolnost proti praskání korozí pod napětím; titan má silnou odolnost proti korozi v kyselinách a zásadách a může vytvářet oxidový film v kyselinách a zásadách, ale je také podmíněný. Doufám, že vám to bude užitečné při používání našich materiálů.
